Stromverbrauch von Schrittmotoren

Berechnungsmethode zum Stromverbrauch von Schrittmotoren

Eines der letzten großen Rätsel des Universums ist gelöst: der Stromverbrauch von Schrittmotoren. Nachdem ich nirgendwo in der einschlägigen Literatur eine vernünftige und glaubhafte Berechnungsmethode gefunden habe und auch die Hersteller von Schrittmotoren sich nur ausweichend äußern, habe ich die Angelegenheit einfach mal messtechnisch erfasst. Dazu habe ich mein Vielfachmessgerät in die Netzzuleitung der Steuerung gehängt und gemessen, was bei den unterschiedlichen Betriebszuständen an Strom dort hineinfließt.

Dabei waren an der Steuerung drei Schrittmotoren mit auf 4A eingestelltem Phasenstrom angeschlossen. Alle drei Achsen habe ich per Programm gleichzeitig bewegt. Die Stromaufnahme war dabei:

• Eilgang 1.500 mm/min.: 1,1 A = 250 Watt
  Vorschub 500 mm/min.: 0,7 A = 160 Watt
  Vorschub 200 mm/min.: 0,6 A = 140 Watt
  Stillstand aller Achsen: 0,5 A = 120 Watt (im Sleep-Modus mit reduziertem Strom)

Stromverbrauch der Schrittmotoren geringer als erwartet

Der Stromverbrauch ist also wesentlich geringer, als man erwarten würde. Geht man davon aus, dass es sehr selten vorkommt, dass alle drei Achsen im Eilgang fahren und dass beim normalen Fräsbetrieb (2,5D) die Z-Achse praktisch die ganze Zeit stillsteht, dann sind bei 250 Watt sogar noch Reserven vorhanden.

Stromspitzen fangen die Kondensatoren ab

Kurze Stromspitzen werden von den Kondensatoren im Netzteil abgefangen. Etwas anders sieht die Sache bei 4 Achsen oder bei echter 3D-Bearbeitung aus, bei der alle drei Achsen permanent laufen. Das lässt sich aber einfach hochrechnen.

Als Konsequenz daraus werde ich jetzt in der Stückliste der Steuerung einen kleineren Transformator mit nur 300 statt 500 Watt Leistung angeben.